海水廣泛用作火力和核動力發電廠、煉鐵廠、化工廠等的冷卻水,用作海水淡化和制鹽設備的原料與冷卻水。海水泵則是上述重要的必備設備。
由于海水含有大量的以氯化物為主的無機鹽類因此海水的電導率高同時由于海水的腐蝕性大,防腐海水泵在防腐蝕方面的維護管理就尤為重要。
防腐海水泵常見的腐蝕有以下:
均勻腐蝕(全面腐燭)
小電池使金屬整體受到大致均勻的腐蝕,這種腐蝕常見于鑄鐵鋼及銅合金等,又稱為全面腐蝕。另一方面,不銹鋼、鎳基合金、鈦合金等,在海水中其表面會形成保護膜(鈍態保護膜),所以不會發生均勻腐蝕。陽極反應是將構成各種合金的金屬成分析出的反應,陰極反應都是溶解氧還原反應。影響均勻腐蝕速度的因素有流速、溫度、PH值及溶解氧濃度等,不過在普通海水的場合除流速外,其他因素并無大變化所以流速成為最重要因素。金屬表面近旁的海水層稱為無物理性質流動的擴散層、其流速越大,該擴散層就越薄溶解氧就很容易在金屬表面擴散,從而使陰極反應加快,與此同時陽極反應也加快,腐蝕速度增大。
雖說海水的腐蝕性大,然而均勻腐蝕速度卻沒那么大,腐蝕速度稍微大些的普通鑄鐵,因價格低,鑄造性也良好所以現在多用于海水泵。而用普通鑄鐵及鋼時,通常施以涂料及襯里。
銹蝕腐蝕
銹蝕腐蝕是由于水流的機械作用和腐蝕作用雙重造成的損壞,這種損壞發生在流速大的部位,如葉輪、殼體及襯里等部件處。銹蝕腐蝕是指沒有固體粒子銹蝕成分所產生的腐蝕現象,有固體粒子作用的場合稱為泥漿銹蝕腐蝕。多數情況下,金屬材料表面形成的腐蝕生成物可成為保護膜,能和制腐蝕,但在流速快、剪力大的場合,保護膜被破壞,失去保護作用,助長了腐蝕。作為銹蝕腐蝕機理,一曰“保護膜破壞說”,也有人稱“保護膜溶解說”或“物質移動的局部加速說”,目前尚未確定。如果消除水流導致的機械作用或腐蝕兩者中的任一原因就能防止銹蝕腐蝕發生,則利用陰極防蝕也有可能防止損失。
異種金屬接觸腐蝕
異種金屬接觸腐蝕是由于異種材料在溶液中導通而產生的大量腐蝕。各種金屬在海水中會顯示出各自特有的電位,在該電位列中,越是位于右側的金屬其電位就越低,越是位于左側的金屬,其電位就越高。當電位不同的材料導通后使用,通過海水就形成大電池,電位低的材料成為陽極促進腐蝕;電位高的材料成為陰極,抑制腐蝕。陰極側助長的腐蝕現象稱為異種金屬接觸腐蝕(電蝕)。例如,鑄鐵和不銹鋼導通的場合由于鑄鐵的電位比不銹鋼的電位更低,所以鑄鐵成為陽極,助長腐蝕。
通氣差腐蝕
不僅是材料不均勻,環境不協調也會發生宏觀腐蝕。當金屬表面有溶解氧易到達和不易到達的部位時,這中間就會形成大電池(通氣差電池)。該大電池造成的腐蝕稱為通氣差腐蝕。海水泵中多數是由于流速差導致這種腐蝕。鑄鐵等鐵系材料,越是流速高的部位,溶解氧的擴散就越活躍,電位就增高,所以低流速部變為陽極,高流速部變為陰極低流速部的腐蝕助長,相反高流速部的腐蝕得以抑制。如在離心泵殼體的軸近旁流速小的部位,鑄鐵的腐蝕速度約為10mm/年作為起因于流速差的通氣差腐蝕的對策,是將流速坡度設計得小些,也可以將陽極與陰極的面積比設計得小些。